Neuartige Langzeit-Neuroelektroden basierend auf leitfähigen Titandioxid-Nanotube-Scaffolds

Tote Zellen und deren Zellkerne (magenta), sowie die Zellkerne lebender Zellen (grün) in einem Schweinehirn-Gewebedünnschnitt in der Region des Thalamus, direkt nach dem Schnittprozess.

Degenerative Erkrankungen des zentralen Nervensystems, wie Parkinson und Epilepsie, können derzeit nicht geheilt, sondern nur in ihren Symptomen gelindert werden. Die Tiefe Hirnstimulation ist ein vielversprechender Ansatz zur Verbesserung der Lebensqualität von Patient*innen. Dabei werden spezielle Neuroelektroden, die elektrische Impulse an das umliegende Gewebe abgeben, in die betroffenen Hirnareale implantiert. Nach einigen Jahren lässt die Stimulation meist nach, da Gliazellen die Elektroden abschirmen und eine Narbe bilden. Um regelmäßige Neuimplantationen der Elektrode in andere Areale zu vermeiden, werden langzeitstabile Neuroelektroden benötigt, die die Narbenbildung der Gliazellen unterdrücken und deren Kontakte nicht altern.

Solche neuartigen Elektronen mit maßgeschneiderten Oberflächeneigenschaften entwickeln Forschende des IOM-Forschungsbereichs „Biokompatible und Bioaktive Oberflächen“ im Rahmen des von der Sächsischen Aufbaubank - SAB geförderten Projekts „NanoElect“. Ausgangspunkt sind leitfähige Titandioxid-Nanoröhren-Scaffolds, die eine hohe Biokompatibilität sowie eine Tendenz zur Unterdrückung der Gliavernarbung aufweisen. Im Rahmen der technischen Validierung wird dazu ein innovatives Gewebekultursystem für das Schweinehirn entwickelt, das auch in der Grundlagen- und in der pharmazeutischen Forschung Anwendung finden soll. Darüber hinaus werden neuartige Neuroelektroden auf der Basis von Nanoröhren mit reduzierter Gliavernarbung konstruiert und in natürlich gewachsenem Gewebe getestet, sowie flexible Dünnschichtelektroden für die Tiefe Hirnstimulation hergestellt.